Введение к работе
Актуальность проблемы,
Широкое внедрение интенсивных технологий при возделывании іьскохозяйственних культур влечет за собой ряд отрицательных >рон. Известно, что при орошении и внесении большого количест-удобрений, особенно азота, происходит полегание хлебов и гие негативные физиологические и экологические последствия, їорьба с полеганием хлебов широкое применение нош ли ретарданты, іаружена возможность с помощью ретардантов повышать устойчи-:ть растений такязэ к недостатку водоснабжения и низким темпа разам, особенно при предпосевной обработке семян СГринченко, 1933, іченко,1993). Широко применяемым ретардантом является хлорхо-іхлорид (С.СС) и созданный на его основе препарат ТУР (60 % зрхогинхпорида). Однако применение ТУРа не всегда бывает дос-гочно эффективно. В связи с этим проводятся поиски НОВЫХ леств ретардантного действия, более эффективных,а также менее ссичных. Перспективным соединением является 2,3-дихлоризобути--т натрия (ДЛБ) и созданные на его осново ретарданты. Выбор йБ не случаен: он обладает низкой токсичность» для теплскроз-х СЛ^5о 30^0 мг/кг) и подвергается метаболизации, остаточные лкчестза рзтардента составляют для зерна 0,5 мг/кг (och-;;ier, 78), что не превышает допустимый уровень даг.з для ССС (Пруса-гл,1Э79), токсичность которого в 10-20 раз выхе.чем Дії Б ССІам-рпн Дрпмер, 1976). Данная работа выполнена в рамках содружества, Укизерсатетом им.Мартина .Литера Галле-Виутэнберг (Германия). Цепь и задачи исследования
Целы> настоящей работа являлось изучение биологической .т::зностіі ДИВ, а такие возможности применения комплексного ітардаї-тч на основе ДИВ, ССС я этэ<*она - Тебепаса на посевах
- с -
озимой пшеницы в условиях Воронежской области. Для достижения поставленной цели исследования проводили в лабораторных у с лов» на моделях разной сложности - от наблюдения за устойчивости белков в растворе до ростовых моделей. В полевых условиях изуі ли влияние ретардантов на устойчивость к полеганию и зимостойкость озимой пшеницы.
В нашу задачу входило: 1. В лабораторних условиях исследовать влияние да Б в сравнении с ССС, в некоторых опытах с А.МО-1618, абсцизовои кислотой (АЕК), гиббероллином (ГС), индолил-уксусной кислотой (ИУК)_на: 1) рост и поступление воды в отре: колеоптилеЯ пшениць и отрезки стеблей этиолированных проростке гороха; 2) ризогенез черенков фасоли; 3) прорастание семян и foqr проростков фасоли, пшеницы; 4) влияние Д01Б на физиологи' :-иа процессы: 'дыхание, некоторые стороны водного и азотного 0( на; 5) на проницаемость клеток и устойчивость белков в раство П. В полевых производственных опытах в наау.задачу входило исследование: 1) влияние ретардантов Тебепас и ТУР на устойчивость к полеганию озимой пшеницы на поливном и неполивном уча ках поля, структуру урожая и некоторое стороны азотного обмен-во флаговом листе и зерновках пшеницы на разных сказах формиро вания зерновки; 2) влияние ретардантов То бела с и ТУР на зимостойкость озимой пшеницы при обработке семян.
Научная новизна и практическая значимость. Отличительной особенностью работы было изучение нового ретарданта на разных уровнях: на уровне взаимодействия молекул препарата с молекул ми белка, условняющихся ростовых моделях (растягивающиеся кле ки, ризогенез черенков, прорастание семян) до использования в практике сельского хозяйства на производственных площадях \0? 20, 50 га и болоо). Установлен о,что Х,іБ обладает болвз сильн ретардетшп делотвисм на газннх раз т.; те ль.-'их объектах. Зпог-з
- о -
.зано, что ДХкіБ оказывает положительное влияние на некоторые юны водного и азотного обмена. Под влиянием Д«В снижается інсивность транспирации,повышается водоудерживающая способ-ь листьев. На разных растительных объектах (черенки и пророст-асоли, растения пшеницы) ДХиВ вызывает увеличение содержания >ессовых" аминокислот - аланина, пролина, гамма амин ома с лян ой готы (ГАЖ), что сопровождается понижением устойчивости расте-к недостатку водоснабжения. Впервые показано существование імодейотвия мевду ЙЫБ и молекулами белка в растворе, что спо-твует повышению устойчивости молекул белка к тепловоз ,щелоч-дературации и действию этанола. Все это позволяет говорить олько о ретардантнон, но и о стресс-протекторном дейстзии
Показано,что ретардант Тебепас в условиях Воронежской облас-жазывает более сильное.чем ТУР, влияние на устойчивость к ггакию растений пшеницы, особенно, в условиях говыленнса .нести. При предпосевной обработке семян под влиянием Тебепа- з сравнении с ТУРсм, обнаружено более высокое содержание бел-і Сахаров в листьях озимой пыеницы перед и после зимовки,что золяет говорить о его эффективности прл использовании для по-;ния зимостойкости' растений.
Проведенные исследования позволили предложить схему последо-эльностп влияния ДХІ1Б от взаимодействия с молекулами белка, ;з гормональный баланс, метаболизм на рост растений. Таким ззо.м, полученные результаты дают представление о действии црдзнта и позволяют говоріть о перспективности ого использо-:ш как более эффективного и экологически чистого препарата. Апгсбзция работы. Результаты роботы были долог.оны на еетгод-oruernvx иеу-яых конференциях Воронежского госуниверситата 32-1991); республиканской научной конференции. "Реализация
генетической программы в ответе организмов на фитогормоны и витамины и в мутагенезе" (Вильнюс, 1986); на международных конференциях в Германии (Галле,.1987,1988); на 2.съезде ВОФР (Минск,1990); рабочем совещании; "Регуляторы роста и развития растений" (Москве 1991); 3 съезде ВОФР (Санкт.-'Петербург,1993); 2 Тимирязевской конференции "Регуляторы .роста и развития растений" (Москва, 1993). Публикации. По теме диссертации опубликовано 17 работ.
Объектами исследования в лабораторных опытах служили семена, ' проростки, черенки среднеазиатской .фасоли маш (phaseoius aureus
i;Oxb.. ),. Сбмена ЯрОВОЙ ПШенИЦЫ- (Triticum aestivumb) ХарьКОВСКвЯ >''-2, .ОТИОЛ«рОВанННЄ недеЛЬНЫе ПрОрОСТКИ ГОрОха (pisuza Sativum L.~i
ff«:.'c.icraiB 7?. Растения выращивали гидропонным способом в темноте .......г на свету при 25С. В полевых производственных опытах исполь-
1!:;чэли семена- и растения озимой "пшеницы Тарасовская 29.
Методы исследования. Биологическую активность ДХйБ определяли, с помощью биотестов: на отрезках колеоптилей пшеницы (Бояркин, 1966),. отрезках-.стеблей этиолированных проростках гороха (Бобко, Як-ушкина,І945); черенках.фасоли (Турецкая, 1975); влияние на прорастание семян .(Р'акитин,Рудник, 1966). Для-сравнения в некоторых -опытах использовали ССС, АБК, МО-1618, зтрел,ГК',гіУК. Замачивание семян проводили в течение 4'или. 13-20 ч, обработку черенков в течение 4 ч, .затем выдёргивали на воде, интенсивность- дыхания определяли манометрическим методом-., в. аппарат в Барбурга (Баслав-ская,Трубецкова,1964) и на полярографе іР-9 (Жрльц,Островский, 1975). Интенсивность транспирацин по потере массы листьев (Блкто--ров,1983) через 5. мин и через 30 мин польз отделения их от черенков,' водоудерживащую способность листьев - по потере уассы через 5,30 и 60-мин, ;: телке спустя Z; -\1>; 3; 6; 8; 21 м 48 ч.
ределоние общего количества белка проводипл по методу Лоуси
owry et ai. ,1951); активность протеаз - методом Каверзне в on
Э79) с использованием в качестве субстрата гемоглобина. Фрак-
онирование-аминокислот, органических кислот и Сахаров проводи-
, используя ионообменные смолы КУ-2 и АВ-1?. Хроматографическоа
зделение осуществляли на бумаге (Хайс.Мацек, 1962) и на амино-
слотном анализаторе марки ААА-8Я1 (Чехословакия). Активность
[знлнаминотранс$еразы определяли спектрофотометричоски при 340
: (Тищенко', 1978). Определение содержания природных, ауксинов про
дали на черенках маша через 4? ч после начала черенкования о
пользованием хроматогра^ичвского разделения и копеоптильного
ютеста (Кефали л др. ,1973). Модельные опыта по влиянию ДХМ на
зокнцаемость клеток проводили на высечках столово?, свеклы (КлоКн,'
тейн.1974), количество бегациакина измеряли на СФ-26 при*А=440ям.
:я наблсдения за влиянием ДХлВ на устойчивость белков в растворе
пользовал! водную смесь ретарданта и молекул бычьего сывоготоч-
эго альбумина (БСА) путем выдерживания растворов при температуро
jC и от 400d до 70С. изменения в молекуле белка определяли по
лекгру поглощения при 213-300 нм, а также по величине светорас-
еяния (ТД) на спектрофотометра СФ-26. Влияние ДХлБ на усгойчи-
ость белков к тепловой денатурации определяли также на дрогалвой'
нвертазе (Sacoharorjyces oerevisioe ). Опыты проводили в трех
иологических, четьрех аналитических повторностях. Всепрсизводи-
ссть опытов, трех-пятикратная. При математической обработке
спользовали статистический критерий Стьюдента..
Полевые производственные опыты проводили в течении 1987-1990гг. с.Никольское Зорокекскоп области (совхоз им.60 лет СССР). Расте-ля озпуоз пшеницы Тарасовская 29 опрыскивали в фазу кутания в :Э8? году ретардантом Тобспас (2 к г/гс) на плошздк 20 га.йсталь-
нус часть поля ретардантом ТУР (б кг/га); в 1989 году: ретардантом Тебепас (2 кг/га) на площади 50 га, ретардентом ТУР (2 кг/га на площади 67 га. Предпосевную обработку озимой пшеница проводили в 1988 и 1989гг. путем полусухого смачивания семян в раствора: ретардантов. Расход Тебепаса составлял 2 кг, ТУРа - 6 кг на тонн, оемян.
